CN102036437A - 一种led调光电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED调光电路，包括控制模块和驱动模块，所述控制模块根据输入信号产生切换发光模式的控制信号并发送给驱动模块，所述驱动模块根据接收的所述切换发光模式的控制信号驱动LED光源发光，所述控制模块单片机、轻触开关、电阻和开关单元，所述轻触开关连接在地和单片机的第一输入端之间，电阻连接在高电平和单片机的第一输入端之间，所述单片机的第一输出端通过开关单元接驱动模块。实施本发明的技术方案，可通过控制模块向驱动模块输出不同模式的发光信号来改变LED的发光模式，实现了LED光源的亮度可调。

Description

一种LED调光电路
技术领域
本发明涉及一种开关电源领域，更具体地说，涉及一种LED调光电路。
背景技术
LED灯照明以高效节能、环保无污染、视觉效果好、长寿命、无频闪等诸多优点正在逐步取代大多传统照明方式。一般的LED灯具是将很多LED灯珠集中在一起，做成与传统灯具相近的式样，如LED日光灯、LED吸顶灯、LED射灯之类。
目前多采用控制电路和恒流芯片来驱动LED光源发光，一方面成本较高，另一方面硬件电路固定电流不可调，不方便实际使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述成本高、电流不可调的缺陷，提供一种成本较低、电流可调的LED调光电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED调光电路，其特征在于，包括控制模块和驱动模块；
所述控制模块根据输入信号产生切换发光模式的控制信号并发送给驱动模块，所述驱动模块根据接收的所述切换发光模式的控制信号驱动LED光源发光。
在本发明所述的LED调光电路中，还包括降压稳压模块，所述降压稳压模块为控制模块和驱动模块提供工作电压。
在本发明所述的LED调光电路中，所述控制模块包括单片机、轻触开关、电阻和开关单元，所述轻触开关连接在地和单片机的第一输入端之间，电阻连接在降压稳压模块的第一输出端和单片机的第一输入端之间，所述单片机的第一输出端通过开关单元接驱动模块。
在本发明所述的LED调光电路中，所述开关单元包括第一MOS管、第二MOS管、第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一MOS管的栅极接单片机的第一输出端，所述第一MOS管的源极通过第一分压电阻接地，所述第一MOS管的漏极通过第二分压电阻接降压稳压模块的第二输出端，所述第二MOS管的栅极接所述第一MOS管的漏极，所述第二MOS管的源极接降压稳压模块的第二输出端，所述第二MOS管的漏极接驱动模块。
在本发明所述的LED调光电路中，所述驱动模块包括续流电感和续流二极管，续流电感的一端连接控制模块，另一端接LED光源的正极，续流二极管的正极接所述LED光源的负极，其负极接所述续流电感的一端。
在本发明所述的LED调光电路中，所述调光电路还包括反馈模块，所述反馈模块用于将LED光源的取样信号反馈给控制模块，所述控制模块根据接收的取样信号通过驱动模块调整LED光源的发光强度。
在本发明所述的LED调光电路中，所述反馈模块包括电流反馈电阻，所述电流反馈电阻连接在所述LED的负极和地之间，所述LED的负极连接控制模块。
在本发明所述的LED调光电路中，所述调光电路还包括电压检测模块，所述电压检测单元用于采样降压稳压模块第二输出端的电压信号，所述控制模块还根据接收的电压信号通过驱动模块调整LED光源的发光强度。
在本发明所述的LED调光电路中，所述电压检测模块包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述第三分压电阻和第四分压电阻串联，一端接降压稳压模块的第二输出端，另一端接地，所述第三分压电阻和第四分压电阻的交汇点连接控制模块。
在本发明所述的LED调光电路中，所述降压稳压模块包括二极管整流桥、稳压管、三极管和过流保护电阻，所述二极管整流桥的输入端接交流市电，其输出端正极通过过流保护电阻接稳压二极管的负极，其输出端负极与稳压二极管的正极一并接地，三极管的基极接稳压二极管的负极，其集电极接二极管整流桥的输出端正极，其发射极连接控制模块。
实施本发明的LED调光电路，具有以下有益效果：通过控制模块向驱动模块输出不同模式的发光信号来改变LED的发光模式，实现了LED光源的亮度可调。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明LED调光电路的逻辑结构图；
图2是本发明LED调光电路优选实施例的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，在本发明的LED调光电路的逻辑结构图中，该LED调光电路包括降压稳压模块100、控制模块200、驱动模块300、反馈模块400和电压检测模块500。交流市电接入降压稳压模块100后转换成稳压直流电，一路用来为控制模块200提供工作电压，另一路经驱动模块300驱动LED光源的发光，控制模块200根据输入信号产生切换发光模式的控制信号并发送给驱动模块300，驱动模块300根据接收的所述切换发光模式的控制信号驱动LED发光，反馈模块400用于将LED光源的取样信号反馈给控制模块200，控制模块200根据接收的取样信号通过驱动模块300调整LED光源的发光强度，电压检测模块500用于检测降压稳压模块100的电压以产生一电压采样信号，控制模块200根据接收的所述电压采样信号通过驱动模块300来调整LED光源的发光。
如图2所示，图2示出的是本发明LED调光电路优选实施例的电路原理图。下面结合图2对本发明LED调光电路优选实施例进行详细说明。
本实施例中，所述LED调光电路的降压稳压模块100包括滤波电感L1、L2、滤波电容C1、C5、C7、C10，二极管整流桥D1、过流保护电阻R1、R2，稳压管D2、三极管Q1；交流市电的两端分别通过滤波电感L1、L2连接二极管整流桥D1的两个输入端1、3，滤波电容C7并联在二极管整流桥D1的两个输入端1、3之间，滤波电感L1、L2和滤波电容C7用于对输入的交流市电进行滤波。二极管整流桥D1的输出端正极2通过过流保护电阻R1接稳压管D2的负极，其输出端负极4与稳压管D2的正极一并接地，滤波电容C5、C10均并联在二极管整流桥D1的输出端正极2及输出端负极4之间，二极管整流桥D1对滤波后的交流市电进行整流从而将其转换成直流电，所述直流电经过滤波电容C5、C10进一步滤波，并由稳压管D2稳压至5V。三极管Q1为NPN型，其基极B接稳压管D2的负极，其集电极C接二极管整流桥D1的输出端正极2，三极管Q1工作在饱和区，其UCE＜UBE，当二极管整流桥D1输出电压过大时，电阻R1起分流作用，因此对稳压管D2起过电流保护作用。电阻R2和滤波电容C1并联在三极管Q1的发射极E和地之间，进一步起滤波作用。三极管Q1的发射极E(即降压稳压模块的第一输出端)接控制模块200，为控制模块200提供工作电压，三极管Q1的集电极C(即降压稳压模块的第二输出端)，通过控制模块200接驱动模块300，为驱动模块300提供工作电压。
控制模块200可同时控制多路LED光源，与多路LED光源相对应的有多路驱动模块、反馈模块，例如本实施例中的两路LED光源J2、J3，两路驱动模块310、320，两路反馈模块410、420，下面仅以一条支路LED光源J2及与该LED光源J2对应的控制模块、驱动模块和反馈模块为例进行说明，另一条支路与其类似，在此不做赘述。
控制模块200包括单片机U1，轻触开关S1、电容C9、电阻R4、R3、R5和开关单元，单片机U1的型号为ATINY13，所述开关单元包括MOS管Q2、Q4和电阻R6、R11，其中，MOS管Q2为N沟道MOS管，MOS管Q4为P沟道MOS管。其中，MOS管Q2为第一MOS管，MOS管Q4为第二MOS管，电阻R11为第一分压电阻，电阻R6为第二分压电阻，单片机U1的脚8(Vcc)接三极管Q1的发射极E，其脚4(GND)接地，轻触开关S1连接在单片机脚5(第一输入端)和地之间，电阻R4和电容C9串联，一端接地，另一端接三极管Q1的发射极E，电阻R4和电容C9的交汇点接单片机U1的脚5，电容C9起隔离地的作用。单片机U1的脚6(第一输出端)通过电阻R3接MOS管Q2的栅极，MOS管Q2的源极通过第一分压电阻R11接地，其漏极的一路接第二分压电阻R6的一端，另一路接MOS管Q4的栅极，且第二分压电阻R6的另一端与MOS管Q4的源极交汇后连接至三极管Q1的集电极C，MOS管Q4的漏极接驱动模块300。
驱动模块310包括续流电感L3、续流二极管D3和电容C4；LED光源J2为一组串联的LED串，续流电感L3的一端接MOS管Q4的漏极，另一端接LED光源J2的正极，续流二极管D3的负极接MOS管Q4的漏极，其正极接LED光源J2的负极，电容C4并联在LED光源J2的两端。
反馈模块410包括电流反馈电阻R13，电流反馈电阻R13连接在LED光源J2的负极和地之间，且LED光源J2的负极接单片机的脚7(PB2)。
电压检测模块500包括第三分压电阻R10、第四分压电阻R17和电容C8，其中第三分压电阻R10的一端接二极管整流桥D1的输出端正极2，其另一端通过第四分压电阻R17与单片机U1的脚4一并接地，电容C8并联在第四分压电阻R17的两端，起隔离作用，第三分压电阻R10、第四分压电阻R17的交汇点接单片机U1的脚3。
本实施例的LED调光电路工作时，单片机U1的程序设定为可输出多种发光模式的控制信号，例如为强光、弱光、闪光、关闭，发光模式的控制信号可以是不同占空比的PWM波，例如，强光的PWM占空比为100％、弱光的PWM占空比为50％等。当控制模块200收到切换发光模式指令时，将当前发光模式切换至下一个发光模式，具体过程为：假如当前发光模式为强光，PWM的占空比为100％，当按下轻触开关S1时，单片机U1的脚5与地连通，为低电平，单片机U1的脚6(PB1)将输出的PWM的占空比由当前的100％调整为50％，即弱光的控制信号。单片机U1通过输出不同占空比的PWM来控制MOS管Q2、Q4的关断和导通时间，进而驱动LED光源J2发出不同模式的光，具体过程为：当单片机U1的脚6输出为高电平时，MOS管Q2的栅源电压UGS大于其的夹断电压，MOS管Q2导通，降压稳压模块100的输出电压经分压电阻R6、R11流向大地，可取分压电阻R6的阻值远远大于分压电阻R11的阻值，例如电阻R6的阻值为8kΩ，电阻R11的阻值为100Ω，因此，MOS管Q4的栅源电压UGS小于0，也即小于其夹断电压，MOS管Q4的导通，降压稳压模块100的输出电压经续流电感L3驱动LED光源J2，同时对续流电感L3进行充电。反之，当单片机U1的脚6输出为低电平时，MOS管Q2的栅源电压UGS小于其的夹断电压，MOS管Q2截止，进而MOS管Q4截止，电流不流向驱动模块310，此时续流电感L3成为电流电动势，其释放的电流经LED光源J2、续流二极管D3形成回路。
若流过LED光源J2的电流过大，则电流反馈电阻R13两端的电压增大，单片机U1检测到脚7(PB2)的电压增大，即可判断LED光源J2的电流过大，从而减小其脚6输出的PWM的占空比来降低流过LED光源J2的电流；反之，若流过LED光源J2的电流过小，则增大其脚6输出的PWM的占空比来增大流过LED光源J2的电流。
当降压稳压模块100出现例如输出电压过高异常时，单片机U1通过与其脚3(PB4)连接的分压电阻R10、R17检测到输入电压过高，单片机U1的脚6输出输出低电平，从而关断LED。
在以上实施例中，开关单元优选的是两个MOS管和两个分压电阻，因MOS管可用作单片机输出的高频PWM控制信号，但本发明并不局限于此，MOS管也可选晶体三极管等开关元件替代。
相比于现有技术，使用本发明的LED调光电路，可以实现LED的亮度可调，可根据单片机程序的编写，设置LED的多种发光模式，且可切换LED的发光模式；另外，通过向单片机反馈LED的电流取样信号，进而实现LED在同一发光模式下的驱动电流恒定，不会发生频闪等现象；再者，通过取样电压信号，在电源电压过大时，切断电路，实现过电流保护。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种LED调光电路，其特征在于，包括控制模块和驱动模块；
所述控制模块根据输入信号产生切换发光模式的控制信号并发送给驱动模块，所述驱动模块根据接收的所述切换发光模式的控制信号驱动LED光源发光。
2.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述LED调光电路还包括降压稳压模块，所述降压稳压模块为控制模块和驱动模块提供工作电压。
3.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述控制模块包括单片机、轻触开关、电阻和开关单元，所述轻触开关连接在地和单片机的第一输入端之间，所述电阻连接在降压稳压模块的第一输出端和单片机的第一输入端之间，所述单片机的第一输出端通过所述开关单元接驱动模块。
4.根据权利要求3所述的LED调光电路，其特征在于，所述开关单元包括第一MOS管、第二MOS管、第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一MOS管的栅极接单片机的第一输出端，所述第一MOS管的源极通过第一分压电阻接地，所述第一MOS管的漏极通过第二分压电阻接降压稳压模块的第二输出端，所述第二MOS管的栅极接所述第一MOS管的漏极，所述第二MOS管的源极接降压稳压模块的第二输出端，所述第二MOS管的漏极接驱动模块。
5.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述驱动模块包括续流电感和续流二极管，所述续流电感的一端连接控制模块，另一端接LED光源的正极，续流二极管的正极接所述LED光源的负极，其负极连接于所述续流电感与控制模块之间。
6.根据权利要求1所述的LED调光电路，其特征在于，所述LED调光电路还包括反馈模块，所述反馈模块用于将LED光源的取样信号反馈给控制模块，所述控制模块根据接收的取样信号通过驱动模块调整LED光源的发光强度。
7.根据权利要求6所述的LED调光电路，其特征在于，所述反馈模块包括电流反馈电阻，所述电流反馈电阻连接在所述LED的负极和地之间，所述LED的负极连接控制模块。
8.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述LED调光电路还包括电压检测模块，所述电压检测单元用于采样降压稳压模块第二输出端的电压信号，所述控制模块还根据接收的电压信号通过驱动模块调整LED光源的发光强度。
9.根据权利要求8所述的调光电路，其特征在于，所述电压检测模块包括第三分压电阻及与其串联的第四分压电阻，所述第三分压电阻一端接降压稳压模块的第二输出端，另一端通过第四分压电阻接地，所述第三分压电阻和第四分压电阻的交汇点连接所述控制模块。
10.根据权利要求2所述的LED调光电路，其特征在于，所述降压稳压模块包括二极管整流桥、稳压管、三极管和过流保护电阻，所述二极管整流桥的输入端接交流市电，其输出端正极通过过流保护电阻接稳压二极管的负极，其输出端负极与稳压二极管的正极一并接地，三极管的基极接稳压二极管的负极，其集电极接二极管整流桥的输出端正极，其发射极连接控制模块。
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